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¿Cuándo la negación de un cuantificador universal requiere un enunciado disyuntivo?

He aquí una pregunta que me salió mal hace poco en una tarea de HW, en la que se pedía a los alumnos que negaran la afirmación dada y asignaran a esa negación un valor de verdad.

P: Hay exactamente 3 puntos en cada línea. mi respuesta: Algunas rectas tienen más de 3 puntos. (verdadero)

explicación: Tomé esto como una afirmación cuantificada universalmente:

para cada línea l en el conjunto de todas las líneas L, si p(l) da el número de puntos incidentes con l, p(l) = 3

Me marcaron mal en la negación porque no indiqué también que las líneas podían tener menos de 3 puntos. Suponiendo que sea correcto, en este caso de negación cuantificada universalmente no basta con afirmar que p(l) no es igual a 3 para al menos una línea l.

Esto es lo que escribió mi profesor cuando le pedí una aclaración:

Sí, tu negación es la mitad de la negación correcta. Pero tiene dos partes. Recuerda que en clase hay dos enunciados para la negación de la versión de Playfair del postulado paralelo. Necesitas las dos para tener una negación completa del enunciado original.

En parte me parece lógico, porque la negación de mi respuesta no responde a la pregunta original. Pero tampoco lo tiene porque mi respuesta negaba (creo) el enunciado, y lo hacía de una forma que es coherente con casi todo lo que he leído sobre cómo negar enunciados lógicos: para negar ~(P -> Q) basta con afirmar al menos un caso en el que P -> ~Q.

Agradecería cualquier aclaración.

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Xenph Yan Puntos 20883

Considere la afirmación $P$ como sigue:

La camisa de Bob es azul.

Supongamos que afirmo que la negación $\lnot P$ es esta declaración:

La camisa de Bob es roja.

¿Puedes ver lo que está mal?

La negación de una afirmación debe ser verdadera si, y sólo si, la afirmación original es falsa .

$$P\text{ is false}\iff \lnot P\text{ is true}$$

(Esa es más o menos la Significado de la palabra "negación"). Pero incluso cuando $P$ es falsa, es decir, la camisa de Bob no es azul, no puedo deducir lógicamente que la camisa de Bob debe ser roja, podría ser de cualquier otro color. Claramente, la negación correcta es simplemente

La camisa de Bob no es azul.

¿Ve cómo se aplica esto a su situación?

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Graham Kemp Puntos 29085

En parte me parece lógico, porque la negación de mi respuesta no responde a la pregunta original. Pero tampoco lo tiene porque mi respuesta negaba (creo) el enunciado, y lo hacía de una forma que es coherente con casi todo lo que he leído sobre cómo negar enunciados lógicos: para negar ~(P -> Q) basta con afirmar al menos un caso en el que P -> ~Q.

No muy . La negación de una implicación es una conjunción del antecedente y la negación del consecuente. Aunque tienes razón en que la negación de un universal es la existencia de una negación.

$$\neg \forall x(Px\to Qx)\iff \exists x(Px\wedge \neg Qx)$$

En este caso $Px$ significa " $x$ es una línea" y $Qx$ significa " $x$ tiene exactamente 3 puntos".

Aun así, tu respuesta ha negado lo universal, y de hecho has negado la implicación correctamente. "Hay algunas líneas con $\neg Qx$ " es correcto.

La cuestión es que usted no ha negado correctamente $Qx$ . La negación de "have exactamente 3 puntos" no es "tener más de 3 puntos".

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DiGi Puntos 1925

El problema es que la negación de $p(\ell)=3$ no es $p(\ell)>3$ es $p(\ell)\ne 3$ . El contexto garantiza que estamos hablando de números enteros no negativos, por lo que $p(\ell)\ne 3$ se amplía a

$$p(\ell)=0\text{ or }p(\ell)=1\text{ or }p(\ell)=2\text{ or }p(\ell)>3\;.$$

La negación de $\forall x(P(x)\to Q(x))$ es $\exists x(\neg(P(x)\to Q(x)))$ y puesto que $P(x)\to Q(x)$ es lógicamente equivalente a $\neg P(x)\lor Q(x)$ esto es lógicamente equivalente a $\exists x(\neg(\neg P(x)\lor Q(x)))$ que a su vez es lógicamente equivalente a $\exists x(P(x)\land\neg Q(x))$ .

Aquí $P(x)$ es ' $x$ es una línea", y $Q(x)$ es ' $p(x)=3$ '. Para demostrar que se cumple, basta con encontrar una línea $\ell$ para lo cual $p(\ell)\ne 3$ y encontrar uno con más de $4$ puntos sin duda lo harían. Pero también lo haría encontrar uno con $0,1$ o $2$ puntos. Cualquiera de ellos bastaría para refutar la alegación $\forall x(P(x)\to Q(x))$ pero se supone que tienes que hacer algo más que eso: tienes que encontrar la negación de la reclamación. En cierto sentido se supone que debes encontrar todos de la posible formas de refutar la afirmación.

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